DE60029538T2 - Method for producing a helical antenna of four conductors and antenna produced by this method - Google Patents

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Description

Diese Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer Antenne, hauptsächlich auf ein Verfahren zur Abstimmung einer Wendelantenne aus vier Leiten für zirkular polarisierte Strahlung bei Frequenzen über 200 MHz. Die Erfindung umfasst auch eine nach dem Verfahren hergestellte Antenne.These The invention relates to a method for producing an antenna, mainly to a method of tuning a four-wire helical antenna for circular polarized radiation at frequencies above 200 MHz. The invention also includes an antenna made by the method.

Die Vierdraht-Backfireantenne ist wohlbekannt und wird insbesondere beim Senden und Empfangen von zirkular polarisierten Signalen zu oder von umlaufenden Satelliten angewendet. Die GB-2292638-A offenbart eine Miniatur-Vierdrahtantenne mit vier schraubenförmigen Antennenelementen von halber Wellenlänge in Form von schmalen, auf die Oberfläche eines zylindrischen Keramikkerns plattierten leitfähigen Streifen. Radiale Verbindungselemente an der distalen Stirnfläche des Kerns verbinden die schraubenförmigen Elemente mit einer koaxialen Speiseleitung, die in einem schmalen Durchlass axial durch den Kern verläuft. Die schraubenförmigen Elemente sind paarweise angeordnet, wobei die Elemente eines Paars eine größere elektrische Länge als die des anderen Paars haben, indem sie einem mäandernden Verlauf folgen und alle vier Elemente mit dem Rand einer leitfähigen Balunhülse verbunden sind, der einen in einer Ebene senkrecht zur Antennenachse liegenden Kreis beschreibt. Die GB-2310543-A offenbart eine alternative Antenne, bei der die Balunhülse einen nichtplanaren Rand hat, die schraubenförmigen Elemente einfache Schrauben sind, die in Gipfeln bzw. Tälern des Randes enden, damit sich Elemente von unterschiedlicher Länge ergeben.The Four-wire backfire antenna is well known and is becoming particular when transmitting and receiving circularly polarized signals or applied by orbiting satellites. GB 2292638-A discloses a miniature four-wire antenna with four helical antenna elements of half wavelength in the form of narrow, clad on the surface of a cylindrical ceramic core conductive Strips. Radial connecting elements on the distal end face of the Kerns connect the helical Elements with a coaxial feed line, in a narrow passage axially through the core. The helical ones Elements are arranged in pairs, with the elements of a pair a larger electrical Length as those of the other pair have, following a meandering course and all four elements connected to the edge of a conductive balun sleeve are one lying in a plane perpendicular to the antenna axis Circle describes. GB-2310543-A discloses an alternative antenna at the balun pod has a non-planar edge, the helical elements simple screws are in peaks or valleys of the border, so that elements of different lengths result.

Die Tatsache, dass die Elementpaare unterschiedliche elektrische Längen haben, führt zu einer Phasendifferenz zwischen den Strömen in den entsprechenden Paaren bei der Betriebsfrequenz der Antenne, und diese Phasendifferenz macht die Antenne empfindlich für zirkular polarisierte Strahlung mit einer Kardioid-Richtcharakteristik, so dass die Antenne zum Empfang von zirkular polarisierten Signalen aus Quellen direkt über der Antenne, d. h. in der Antennenachse, oder in Positionen wenige Grad über einer senkrecht zur Antennenachse ausgerichteten und diese durchsetzenden Ebene oder aus Quellen irgendwo im Raumwinkel zwischen diesen Extremen geeignet ist. Die Richtcharakteristik ist auch durch eine axiale Nullstelle in der Gegenrichtung zur Richtung maximalen Gewinns gekennzeichnet.The Fact that the element pairs have different electrical lengths, leads to a phase difference between the currents in the respective pairs at the operating frequency of the antenna, and this phase difference makes the antenna sensitive to circularly polarized radiation having a cardioid directional characteristic, allowing the antenna to receive circularly polarized signals from sources directly above the antenna, d. H. in the antenna axis, or in few positions Degrees above a perpendicular to the antenna axis aligned and this interspersed Plane or from sources somewhere in the solid angle between these extremes suitable is. The directional characteristic is also due to an axial Zero point marked in the opposite direction to the direction of maximum profit.

Die Bandbreite der oben beschriebenen Vierdrahtresonanz ist relativ schmal, und bereitet, insbesondere für Miniatur-Vierdrahtantennen mit einem Kern hoher Dielektrizitätskonstante, ein Fertigungsproblem bei der Einhaltung hinreichend enger Abmessungstoleranzen für die reproduzierbare Herstellung von Antennen mit dem Kardioidverhalten und der Resonanzfrequenz wie erforderlich.The Bandwidth of the four-wire resonance described above is relative narrow, and prepares, especially for miniature four-wire antennas with a core high dielectric constant, a manufacturing problem in meeting sufficiently tight dimensional tolerances for the reproducible production of antennas with the Kardioidverhalten and the resonance frequency as required.

Nach einer ersten Ausgestaltung der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung einer Vierdrahtantenne für zirkular polarisierte Strahlung bei Frequenzen über 200 MHz bereitgestellt, welche eine Mehrzahl von im wesentlichen schraubenförmigen Abstrahlbahnen aufweist, die auf einem dielektrischen Substrat angeordnet sind, wobei das Verfahren die Überwachung von mindestens einem elektrischen Parameter der Antenne und das Entfernen von leitfähigem Material von mindestens einer der Bahnen umfasst, um die Induktivität der Bahn zu erhöhen und dadurch den überwachten Parameter näher an einen vorbestimmten Wert zu bringen. So kann die zirkular polarisierte Richtcharakteristik der Antenne verbessert werden. Man kann auch Antennen in der Massenproduktion trimmen, ohne von Einzelprüfungen, beispielsweise in einer elektromagnetisch echolosen Kammer, und übermäßigen manuellen Eingriffen Gebrauch zu machen.To A first aspect of the invention is a method for Production of a four-wire antenna for circularly polarized radiation at frequencies above 200 MHz, which is a plurality of essentially helical Abstrahlbahnen arranged on a dielectric substrate are, with the procedure monitoring of at least one electrical parameter of the antenna and the Remove conductive Material from at least one of the webs comprises the inductance of the web to increase and thereby the supervised Parameters closer to bring to a predetermined value. So can the circularly polarized Directional characteristic of the antenna can be improved. One can also Trim antennas in mass production, without having to go through individual tests, for example, in an electromagnetically echolous chamber, and excessive manual Intervention.

Das bevorzugte Verfahren umfasst das Entfernen des leitfähigen Materials von den Bahnen durch Laserätzen einer Öffnung in einer oder mehreren der Bahnen, wobei die sich gegenüberliegenden Ränder der betroffenen Bahnen auf beiden Seiten jeder Öffnung intakt bleiben. Dieses Verfahren ist insbesondere anwendbar auf eine Antenne, bei der das Substrat ein im wesentlichen zylindrischer Körper aus keramischem Material mit einer Dielektrizitätszahl größer als 10 ist, die Bahnen Abschnitte auf einer Zylinderfläche des Substrats und zusätzlich auf einer ebenen Stirnfläche, die im wesentlichen senkrecht zur Zylinderachse liegt, umfassen. In diesem Fall wird das leitfähige Material von den Bahnabschnitten auf der ebenen Stirnfläche, die bei der bevorzugten Antenne nahe beim Einspeisepunkt der Antennenelemente liegt und eine Stelle eines Spannungsminimums bei Vierdrahtresonanz ist, entfernt. Bei alternativen Ausführungsformen kann/können die Öffnung(en) an Stellen anderer Spannungsminima geschnitten werden, beispielsweise dort, wo die schraubenförmigen Elemente auf einen gemeinsamen Verbindungsleiter wie eine den Kern umgebende Balunhülse treffen.The preferred methods include removing the conductive material from the tracks by laser etching an opening in one or more of the tracks, the opposite edges of the affected lanes remain intact on both sides of each opening. This Method is particularly applicable to an antenna in which the substrate a substantially cylindrical body of ceramic material with a dielectric constant greater than 10, the webs sections on a cylindrical surface of the Substrate and additionally on a flat face, which is substantially perpendicular to the cylinder axis include. In this case, the conductive becomes Material from the track sections on the flat face, the in the preferred antenna near the feed point of the antenna elements lies and a point of a voltage minimum in four-wire resonance is removed. In alternative embodiments, the opening (s) may be cut at locations other voltage minima, for example where the helical Elements on a common connection conductor as one the core surrounding balun sleeve to meet.

Der Überwachungsschritt umfasst typischerweise das Verbinden der Antenne mit einer Hochfrequenzquelle, die so eingerichtet ist, dass sie ein die Betriebsfrequenz enthaltendes Frequenzband überstreicht, und das Überwachen der relativen Phasen und Amplituden von Signalen, die von Sonden in Nebeneinanderstellung mit den Bahnen an vorbestimmten Orten, wie den vom Einspeisepunkt entfernten Endabschnitten, aufgenommen werden. Bevorzugt sind die Sonden kapazitiv mit den entsprechenden Bahnen gekoppelt, um eine individuelle Masseverbindung unnötig zu machen.The monitoring step typically involves connecting the antenna to a radio frequency source, which is arranged to have a frequency containing the operating frequency Frequency band sweeps over, and monitoring the relative phases and amplitudes of signals generated by probes in juxtaposition with the tracks at predetermined locations, as the end portions remote from the feed point become. Preferably, the probes are capacitive with the corresponding traces coupled to make an individual ground connection unnecessary.

Die in den Bahnen geformten Öffnungen sind bevorzugt rechteckig, wobei jede eine vorbestimmte Breite quer zur Bahnrichtung hat, die automatisch als Reaktion auf das Ergebnis des Überwachungsschritts berechnet wird. Dies ist insofern ein nichtlinearer Anpassungsvorgang, als die durch die Öffnung addierte Induktivität der Bahn nichtlinear mit der Öffnungsfläche, insbesondere mit der Breite der rechteckigen Öffnung, zusammenhängt. Die Berechnung der Öffnungsgröße wird so durchgeführt, dass die Phasendifferenz der Ströme und/oder Spannungen in den Bahnen des betreffenden Bahnenpaars näher an 90° und die Frequenz, bei der diese Orthogonalität auftritt, näher an die beabsichtigte Betriebsfrequenz gebracht werden.The in the tracks shaped openings are preferably rectangular, each having a predetermined width across to the train direction, which automatically in response to the result of the monitoring step is calculated. This is a non-linear adjustment process, as that added through the opening inductance the web is non-linear with the opening area, in particular with the width of the rectangular opening, is related. The Calculation of the opening size is so performed that the phase difference of the currents and / or stresses in the tracks of the respective pair of tracks closer to 90 ° and the Frequency at which this orthogonality occurs, closer to the intended operating frequency.

Nach einer zweiten Ausgestaltung umfasst die Erfindung auch eine Vierdrahtantenne für zirkular polarisierte Strahlung bei Frequenzen über 200 MHz mit mehreren im wesentlichen schraubenförmigen leitfähigen Bahnen auf einem dielektrischen Substrat, wobei wenigstens eine der Bahnen einen Ausschnitt vorbestimmter Größe zur Erhöhung der Induktivität der Bahn aufweist. Die bevorzugte Antenne hat ein Substrat mit einem aus einem festen dielektrischen Material gebildeten Antennenkern, wobei die Bahnen so angeordnet sind, dass sie ein inneres Volumen begrenzen, dessen Hauptteil vom festen Material des Kerns eingenommen wird, und wobei das Substrat gekrümmte Außenflächenabschnitte und ebene, die leitfähigen Bahnen tragende Oberflächenabschnitte aufweist, und wobei jeder Ausschnitt dort gebildet ist, wo die entsprechende Bahn über einem der ebenen Oberflächenabschnitte liegt.To In a second embodiment, the invention also includes a four-wire antenna for circularly polarized Radiation at frequencies above 200 MHz with several substantially helical conductive tracks on a dielectric substrate, wherein at least one of the tracks a section of predetermined size for increasing the inductance of the web having. The preferred antenna has a substrate with one out an antenna core formed of a solid dielectric material, wherein the webs are arranged to define an internal volume, whose main part is occupied by the solid material of the core, and wherein the substrate is curved Outer surface portions and level, the conductive Web-bearing surface sections and wherein each cutout is formed where the corresponding one Train over one of the flat surface sections lies.

Die Erfindung wird nun beispielhaft mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben, in denenThe Invention will now be described by way of example with reference to the drawings, in which in which

1 eine perspektivische Durchsicht einer dielektrisch belasteten Vierdrahtantenne ist, 1 is a perspective view of a dielectrically loaded four-wire antenna,

2A und 2B Draufsichten der Antenne nach 1 vor und nach der erfindungsgemäßen Anpassung sind, 2A and 2 B Top views of the antenna behind 1 before and after adaptation according to the invention,

3 ein Diagramm ist, welches das Leitermuster auf der Zylinderfläche der Antenne nach 1 zeigt, 3 is a diagram which the conductor pattern on the cylindrical surface of the antenna according to 1 shows,

4 ein Graph ist, der die Änderungen von Phase und Amplitude mit der Frequenz von Signalen zeigt, die an unterschiedlichen Punkten der Antenne gemes sen wurden, 4 is a graph showing the changes of phase and amplitude with the frequency of signals measured at different points of the antenna,

5 ein Diagramm ist, das eine Prüfanordnung zur Verwendung bei einem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren zeigt, und 5 is a diagram showing a test arrangement for use in a manufacturing method according to the invention, and

6 ein Querschnitt durch eine der in 5 sichtbaren Sonden ist. 6 a cross section through one of in 5 is visible probes.

Die im Folgenden beschriebene Vierdrahtantenne ist ähnlich der in der oben genannten GB-2310543-A beschriebenen, deren Offenbarungsgehalt durch Bezugnahme in diese Beschreibung aufgenommen wird. Auch die Offenbarung der oben genannten verwandten GB-2292638-A wird durch Bezugnahme in diese Beschreibung aufgenommen.The The four-wire antenna described below is similar to that in the aforementioned GB-2310543-A the disclosure of which is hereby incorporated by reference Description is included. Also the revelation of the above Related GB-2292638-A is incorporated by reference into this specification added.

Mit Bezug auf 1, 2A, 2B und 3 hat eine Antenne, auf welche die vorliegende Erfindung anwendbar ist, eine Antennenelementstruktur mit vier sich längs erstreckenden Antennenelementen 10A, 10B, 10C und 10D, die als schmale metallische Leiterabschnitte auf der zylindrischen Außenfläche des Keramikkerns 12 ausgebildet sind. Der Kern hat einen axialen Durchlass 14, der eine Koaxialspeiseleitung mit einer äußeren Abschirmung 16 und einem Innenleiter 18 beherbergt. Innenleiter 18 und Abschirmung 16 bilden eine Speisestruktur zum Anschluss einer Speiseleitung an die Antennenelemente 10A10D. Die Antennenelementstruktur umfasst auch entsprechende radiale Antennenelemente 10AR, 10BR, 10CR und 10DR, die als metallische Bahnabschnitte auf der distalen Stirnfläche 12D des Kerns 12 ausgebildet sind und die Enden der entsprechenden sich längs erstreckenden Elemente 10A, 10B, 10C und 10D mit der Speisestruktur verbinden. Die anderen Enden der Antennenelemente 10A10D sind an einen virtuellen Masseleiter 20 in Form einer den proximalen Endabschnitt des Kerns 12 umgebenden plattierten Hülse angeschlossen. Diese Hülse 20 ist wiederum durch eine Plattierung auf der proximalen Stirnfläche 12P des Kerns 12 an die Abschirmung 16 der Speisestruktur 14 angeschlossen.Regarding 1 . 2A . 2 B and 3 For example, an antenna to which the present invention is applicable has an antenna element structure having four longitudinally extending antenna elements 10A . 10B . 10C and 10D acting as narrow metallic conductor sections on the cylindrical outer surface of the ceramic core 12 are formed. The core has an axial passage 14 , which is a coaxial feed line with an outer shield 16 and an inner conductor 18 houses. inner conductor 18 and shielding 16 form a feed structure for connecting a feed line to the antenna elements 10A - 10D , The antenna element structure also includes corresponding radial antenna elements 10AR . 10BR . 10CR and 10DR acting as metallic track sections on the distal end face 12D of the core 12 are formed and the ends of the respective longitudinally extending elements 10A . 10B . 10C and 10D connect to the feed structure. The other ends of the antenna elements 10A - 10D are to a virtual ground leader 20 in the form of the proximal end portion of the core 12 surrounding cladded sleeve connected. This sleeve 20 is in turn by a plating on the proximal end face 12P of the core 12 to the shield 16 the food structure 14 connected.

Die vier sich längs erstreckenden Elemente 10A10D haben unterschiedliche Längen, wobei zwei Elemente 10B und 10D länger als die beiden anderen 10A und 10C sind, weil sie sich näher zum proximalen Ende des Kerns 12 erstrecken. Die Elemente eines jeden Paars 10A, 10C und 10B, 10D liegen sich auf gegenüberliegenden Seiten der Kernachse diametral gegenüber.The four longitudinally extending elements 10A - 10D have different lengths, with two elements 10B and 10D longer than the other two 10A and 10C are because they are closer to the proximal end of the nucleus 12 extend. The elements of each pair 10A . 10C and 10B . 10D are diametrically opposite on opposite sides of the core axis.

Um einen ungefähr einheitlichen Strahlungswiderstand für die schraubenförmigen Elemente 10A10D aufrechtzuerhalten, folgt jedes Element einer einfachen Schraubenlinie. Der obere verbindende Rand 20U der Hülse 20 hat wechselnde Höhe (d. h. wechselnden Abstand von der proximalen Stirnfläche 12P), um Anschlusspunkte für die kurzen bzw. langen Elemente bereitzustellen. Daher folgt bei dieser Ausführungsform der verbindende Rand 20U einem Zick-Zack-Weg um den Kern 12 mit zwei Gipfeln und zwei Tälern, wo er mit den kurzen Elementen 10A, 10C bzw. den langen Elementen 10B, 10D zusammentrifft. Die Amplitude des Zick-Zack-Wegs ist in 3 mit a bezeichnet.For an approximately uniform radiation resistance for the helical elements 10A - 10D To maintain, each element follows a simple helix. The upper connecting edge 20U the sleeve 20 has changing height (ie changing distance from the proximal end face 12P ) to provide connection points for the short or long elements. Therefore, in this embodiment, the connecting edge follows 20U a zig-zag way around the core 12 with two peaks and two valleys, where he with the short elements 10A . 10C or the long elements 10B . 10D coincides. The amplitude of the zigzag path is in 3 denoted by a.

Jedes Paar aus schraubenförmigem und entsprechendem verbindendem radialem Elementabschnitt (z. B. 10A, 10AR) bildet einen Leiter mit einer vorbestimmten elektrischen Länge. Jedes der Elementpaare 10A, 10AR; 10C, 10CR mit der kürzeren Länge erzeugt eine kürzere Übertragung von etwa 135° bei der Betriebswellenlänge als jedes der Elementpaare 10B, 10BR; 10D, 10DR. Die mittlere Durchlaufzeit ist 180°, äquivalent zu einer elektrischen Länge von λ/2 bei der Betriebswellenlänge. Die unterschiedlichen Längen erzeugen den notwendige Phasenverschiebungszustand für eine Vierdraht-Wendelantenne für zirkular polarisierte Signale, wie sie in Kilgus, "Resonant Quadrifilar Helix Design", The Microwave Journal, Dezember 1970, Seiten 49–54, spezifiziert sind. Zwei der Elementpaare 10C, 10CR; 10D, 10DR (d. h. ein langes und ein kurzes Elementpaar) sind mit den inneren Enden der radialen Elemente 10CR, 10DR an den Innenlei ter 18 der Speisestruktur am distalen Ende des Kerns 12 angeschlossen, während die radialen Elemente der anderen beiden Elementpaare 10A, 10AR; 10B, 10BR mit der durch die äußere Abschirmung 16 gebildeten Speiseabschirmung verbunden sind. Am distalen Ende der Speisestruktur sind die am Innenleiter 18 und an der Speiseabschirmung 16 vorhandenen Signale angenähert symmetrisch, sodass die Antennenelemente an eine angenähert symmetrische Quelle oder Last angeschlossen sind, wie unten erklärt werden wird. Man erkannt, dass im allgemeinen die von den Bahnabschnitten 10A10D und 10AR10DR gebildeten Bahnen eine mittlere elektrische Länge von nλ/2 haben, worin n eine ganze Zahl ist, und n/2 Windungen um die Antennenachse 24 ausführen können.Each pair of helical and corresponding connecting radial element sections (e.g. 10A . 10AR ) forms a conductor with a predetermined electrical length. Each of the element pairs 10A . 10AR ; 10C . 10CR with the shorter length produces a shorter transmission of about 135 ° at the operating wavelength than each of the pairs of elements 10B . 10BR ; 10D . 10DR , The average cycle time is 180 °, equivalent to an electrical length of λ / 2 at the operating wavelength. The different lengths create the necessary phase shift state for a four-wire helical antenna for circularly polarized signals as specified in Kilgus, "Resonant Quadrifilar Helix Design", The Microwave Journal, December 1970, pages 49-54. Two of the element pairs 10C . 10CR ; 10D . 10DR (ie a long and a short pair of elements) are with the inner ends of the radial elements 10CR . 10DR to the Innenlei ter 18 the food structure at the distal end of the core 12 connected while the radial elements of the other two pairs of elements 10A . 10AR ; 10B . 10BR with the through the outer shield 16 formed dining shield are connected. At the distal end of the feed structure are those on the inner conductor 18 and at the food shield 16 existing signals are approximately symmetrical so that the antenna elements are connected to an approximately symmetrical source or load, as will be explained below. It is recognized that in general that of the web sections 10A - 10D and 10ar - 10DR formed webs have an average electrical length of nλ / 2, where n is an integer, and n / 2 turns around the antenna axis 24 can execute.

Bei linkshändiger Richtung der Schraubenwege der sich längs erstreckenden Elemente 10A10D hat die Antenne ihren höchsten Gewinn für rechtshändig zirkularpolarisierte Signale.In the left-handed direction of the screw paths of the longitudinally extending elements 10A - 10D the antenna has its highest gain for right handed circularly polarized signals.

Wenn die Antenne stattdessen für linkshändig zirkularpolarisierte Signale verwendet werden soll, wird die Schraubenrichtung umgekehrt und das Anschlussmuster der radialen Elemente wird um etwa 90° gedreht. In dem Fall, dass die Antenne sowohl für den Empfang links- als auch rechtshändiger Signale geeignet sein soll, können die sich längs erstreckenden Elemente so angeordnet werden, dass sie Wegen folgen, die allgemein parallel zur Achse sind.If the antenna instead for left-handed circularly polarized signals is to be used, the screw direction vice versa and the connection pattern of the radial elements is about Turned 90 °. In the case that the antenna is left-handed for both the reception right-handed signals should be suitable which are longitudinal extending elements are arranged so that they follow paths, which are generally parallel to the axis.

Die leitfähige Hülse 20 bedeckt einen proximalen Abschnitt des Antennenkerns 12 und umgibt dabei die Speisestruktur 16, 18, wobei das Kernmaterial 12 den Raum zwischen der Hülse 20 und der metallischen Auskleidung 16 des axialen Durchlasses 14 völlig ausfüllt. Die Hülse 20 bildet einen mit der Auskleidung 16 durch die Plattierung 22 der proximalen Stirnfläche 12P des Kerns 12 verbundenen Zylinder. Die Kombination von Hülse 20 und Plattierung 22 bildet ein Balun, sodass durch die Speisestruktur 16, 18 in der Übertragungsleitung gebildete Signale zwischen einem unsymmetrischen Zustand am proximalen Antennenende und einem angenähert symmetrischen Zustand in einer axialen Position, im allgemeinen im gleichen Abstand vom proximalen Ende wie der obere verbindende Rand 20U der Hülse 20, umgewandelt werden. Um diese Wirkung zu erreichen, ist die mittlere Hülsenlänge so bemessen, dass das Balun in Gegenwart eines darunterliegenden Kernmaterials relativ hoher Dielektrizitätskonstante eine mittlere elektrische Länge im Bereich von λ/4 bei der Betriebsfrequenz der Antenne hat. Da das Kernmaterial der Antenne einen verkürzenden Effekt hat und der den Innenleiter 18 umgebende Ringraum mit einem isolierenden dielektrischen Material 17 mit relativ kleiner Dielektrizitätskonstante gefüllt ist, hat die Speisestruktur distal zur Hülse 20 eine kurze elektrische Länge. Infolgedessen sind Signale am distalen Ende der Speisestruktur 16, 18 zumindest angenähert symmetrisch.The conductive sleeve 20 covers a proximal portion of the antenna core 12 and surrounds the food structure 16 . 18 , where the core material 12 the space between the sleeve 20 and the metallic lining 16 of the axial passage 14 completely filled. The sleeve 20 make one with the lining 16 through the plating 22 the proximal end surface 12P of the core 12 connected cylinders. The combination of sleeve 20 and plating 22 forms a balun, so through the food structure 16 . 18 signals formed in the transmission line between an asymmetrical state at the proximal antenna end and an approximately symmetrical state in an axial position, generally equidistant from the proximal end as the upper connecting edge 20U the sleeve 20 , being transformed. To achieve this effect, the mean sleeve length is such that in the presence of an underlying core material of relatively high dielectric constant, the balun has an average electrical length in the range of λ / 4 at the operating frequency of the antenna. Since the core material of the antenna has a shortening effect and the inner conductor 18 surrounding annulus with an insulating dielectric material 17 is filled with a relatively low dielectric constant, the feed structure has distal to the sleeve 20 a short electrical length. As a result, signals are at the distal end of the feed structure 16 . 18 at least approximately symmetrical.

Die von der Hülse 20 gebildete Wellenfalle liefert einen Ringpfad längs des verbindenden Rands 20U für Ströme zwischen den Elementen 10A10D, wobei sie wirksam zwei Schleifen unterschiedlicher elektrischer Länge bildet, die erste mit den kurzen Elementen 10A, 10C und die zweite mit den langen Elementen 10B, 10D. Bei Vierdrahtresonanz bestehen an den Enden der Elemente 10A10D und im verbindenden Rand 20U Strommaxima und Spannungsminima. Der Rand 20U ist vom Masseverbinder an seinem proximalen Rand durch die von der Hülse 20 erzeugte angenäherte Viertelwellenlängen-Wellenfalle wirksam isoliert.The of the sleeve 20 formed wave trap provides a ring path along the connecting edge 20U for currents between the elements 10A - 10D , effectively forming two loops of different electrical length, the first with the short elements 10A . 10C and the second with the long elements 10B . 10D , In four-wire resonance exist at the ends of the elements 10A - 10D and in the connecting edge 20U Current maxima and voltage minima. The edge 20U is from the ground connector at its proximal edge through that of the sleeve 20 generated approximately quarter-wavelength wave trap effectively isolated.

Die Antenne hat eine Vierdraht-Hauptresonanzfrequenz für zirkularpolarisierte Strahlung im Bereich von 1575 MHz, wobei die Resonanzfrequenz durch die effektiven elektrischen Längen der Antennenelemente und in geringerem Maß durch deren Breite bestimmt ist. Die Längen der Elemente bei einer gegebenen Resonanzfrequenz hängen auch von der Dielektrizitätszahl des Kernmaterials ab, wobei die Abmessungen der Antenne im Vergleich zu einer Luftkernantenne gleichen Aufbaus wesentlich verringert sind.The Antenna has a four-wire main resonance frequency for circular-polarized Radiation in the range of 1575 MHz, wherein the resonance frequency by the effective electrical lengths the antenna elements and to a lesser extent determined by their width is. The lengths of the elements at a given resonant frequency also hang from the dielectric constant of the core material, comparing the dimensions of the antenna substantially reduced to an air core antenna of the same construction are.

Das bevorzugte Material für den Kern 12 ist Material auf Basis Zirkonium-Titan. Dieses Material hat eine Dielektrizitätszahl von über 35 und ist auch wegen seiner dimensionalen und elektrischen Stabilität bei wechselnder Temperatur bekannt. Der dielektrische Verlust ist vernachlässigbar. Der Kern kann durch Extrudieren oder Pressen hergestellt werden.The preferred material for the core 12 is material based on zirconium-titanium. This material has a dielectric constant of over 35 and is also known for its dimensional and electrical stability at changing temperature. The dielectric loss is negligible. The core can be made by extrusion or pressing.

Die Antennenelemente 10A10D, 10AR10DR sind metallische Leiterbahnen, die auf die Außenzylinder- und Stirnflächen des Kerns 12 geklebt sind, wobei jede Bahn eine Breite von mindestens dem Vierfachen ihrer Dicke über ihre wirksame Länge hat. Die Bahnen können durch Plattieren/Galvanisieren der Oberflächen des Kerns 12 mit einer Metallschicht und nachfolgendes Wegätzen der Schicht zum Freilegen des Kerns gemäß eines in einer photographischen Schicht angebrachten Musters, ähnlich dem Ätzen von gedruckten Schaltungen, gebildet werden. In allen Fällen führt die Bildung der Bahnen als zusammenhängende Schicht auf der Außenseite eines dimensionsstabilen Kern zu einer Antenne mit dimensionsstabilen Antennenelementen. Der Abstand zwischen den schraubenförmigen Bahnabschnitten über den Umfang ist größer (bevorzugt mehr als zweifach) als ihre Breite.The antenna elements 10A - 10D . 10AR - 10DR are metallic tracks on the outer cylinder and end faces of the core 12 ge each web has a width of at least four times its thickness over its effective length. The webs can be made by plating / galvanizing the surfaces of the core 12 with a metal layer and then etching away the layer to expose the core according to a pattern applied in a photographic layer, similar to the etching of printed circuits. In all cases, the formation of the webs as a coherent layer on the outside of a dimensionally stable core leads to an antenna with dimensionally stable antenna elements. The distance between the helical track sections over the circumference is greater (preferably more than two times) than their width.

Um eine Richtcharakteristik mit gutem Vor-Rück-Verhältnis und annehmbarem Gewinn zu erzielen und diese Charakteristik bei der erforderlichen Betriebsfrequenz zu erreichen, wird die oben beschriebene und in 1 gezeigte Antenne einem Trimmverfahren unterworfen, wobei von den leitfähigen Bahnen unter Bildung von Öffnungen leitfähiges Material entfernt wird, wie in 2B gezeigt. In den Verbindungsabschnitten 10AR, 10BR, 10CR bzw. 10DR der Bahnen sind die Öffnungen 26A, 26B, 26C und 26D dort ausgebildet, wo bei der Be triebsfrequenz Spannungsminima bestehen. Da diese Bahnabschnitte in einer Ebene liegen, ist es relativ folgerichtig, auf die Bahnen an den nötigen Stellen einen Laserstrahl zu fokussieren, um das leitfähige Material der Bahnen unter Verwendung eines YAG-Lasers wegzubrennen. Jede Öffnung erhöht die inhärente Induktivität der entsprechenden Bahn 10A, 10AR usw. in einem von der Öffnungsfläche abhängigen Maß. Die Anmelder haben gefunden, dass die zugefügte Induktivität nichtlinear mit zunehmendem Maß ansteigt, wenn die Breite der Öffnung (d. h. die Breite der Öffnung quer zur Bahn) erhöht wird. Die Änderung der zusätzlichen Induktivität mit der Länge der Öffnung (d. h. längs zur Bahn) ist eine angenähert lineare Beziehung. Diese Beziehungen erlauben bei Bedarf sowohl grobe als auch feine Einstellungen der herzustellenden Induktivität.In order to obtain a directional characteristic with good front-to-back ratio and acceptable gain and to achieve this characteristic at the required operating frequency, the above-described and in 1 shown antenna subjected to a trimming process, wherein conductive material is removed from the conductive tracks to form openings, as in 2 B shown. In the connection sections 10AR . 10BR . 10CR respectively. 10DR the lanes are the openings 26A . 26B . 26C and 26D trained where there are voltage minima at the operating frequency. Since these track sections lie in one plane, it is relatively consistent to focus on the tracks at the necessary locations a laser beam to burn away the conductive material of the tracks using a YAG laser. Each opening increases the inherent inductance of the corresponding track 10A . 10AR etc. in a size dependent on the opening area. Applicants have found that the inductance added increases non-linearly with increasing extent as the width of the aperture (ie, the width of the aperture across the web) is increased. The change in additional inductance with the length of the opening (ie, along the path) is an approximately linear relationship. These relationships allow for both coarse and fine adjustments to the inductance to be made if needed.

Ein besseres Verständnis der Betriebsweise der Antenne und den Einfluss der Öffnungen erhält man mit Bezug auf den Graphen der 4. 4 wurde durch Beobachten der Hochfrequenzströme in den schraubenförmigen Bahnabschnitten 10A, 10B, 10C und 10D angrenzend an den Rand 20U der Hülse 20 (d. h. der Ströme in den proximalen Endabschnitten der schraubenförmigen Bahnabschnitte 10A10D) erhalten, während die Antenne durch ihre Speisestruktur 16, 18 mit einem Wobbelsignal über ein die geforderte Betriebsfrequenz umfassendes Frequenzband gespeist wurde. Vier Kurven stellen die Stromphase und vier die Stromamplitude dar, wobei jede Stromphasen- oder -amplitudenkurve zu einem der Bahnabschnitte 10A10D gehört. Die Phasenkurven sind durch die Bezugszeichen 30A, 30B, 30C und 30D, die Amplitudenkurven durch die Bezugszeichen 32A, 32B, 32C und 32D bezeichnet. Zur Vollständigkeit zeigt eine neunte Kurve den Einfügungsverlust bei Betrachtung der Speisestruktur vom Quellenende.A better understanding of the mode of operation of the antenna and the influence of the openings can be obtained with reference to the graph of 4 , 4 was observed by observing the high frequency currents in the helical track sections 10A . 10B . 10C and 10D adjacent to the edge 20U the sleeve 20 (ie the currents in the proximal end portions of the helical track sections 10A - 10D ) while receiving the antenna through its feed structure 16 . 18 was fed with a sweep signal over a frequency band comprising the required operating frequency. Four curves represent the current phase and four the current amplitude, with each current phase or amplitude curve becoming one of the track segments 10A - 10D belongs. The phase curves are indicated by the reference numerals 30A . 30B . 30C and 30D , the amplitude curves by the reference numerals 32A . 32B . 32C and 32D designated. For completeness, a ninth graph shows the insertion loss when looking at the feed structure from the source end.

Das Diagramm 4 zeigt eine Hauptresonanz mit zwei gekoppelten Peaks. Man sieht, dass die Amplitudenkurven 32A, 32C, welche den kürzeren Bahnen 10A, 10C entsprechen, Peaks auf der Hochfrequenzseite der mittleren Resonanzfrequenz haben, während die Amplitudenkurven 32B, 32D Peaks auf der Niederfrequenzseite haben. Man versteht, dass die Schnittpunkte der vier Kurven zur Festlegung einer Mittenfrequenz verwendet werden können, die in 4 durch die gestrichelte Linie 36 angezeigt ist. Nun sieht man hinsichtlich der vier Stromphasenkurven 30A30D, dass die den mit der äußeren Abschirmung der Speiseleitung verbundenen Bahnen entsprechenden Kurven 30A, 30B im Resonanzbereich divergieren. Ähnlich gibt es eine Divergenz zwischen den Kurven 30C, 30D, die den mit dem Innenleiter 18 der Speiseleitung verbundenen Bahnen entsprechen. Die wichtigste Bedingung für ein gutes Vor-Rück-Verhältnis in der Richtcharakteristik für Zirkularpolarisation ist, dass die Phasendifferenz zwischen den entsprechenden Signalen in den langen und kurzen Bahnen 90° oder ein ungeradzahliges Vielfaches von 90° (λ/4) sein sollte. Daher sollten hinsichtlich 4 die durch die Phasenkurven 30A, 30B angezeigten Phasenwerte sich bei der durch die gestrichelte Linie 36 bezeichneten Mittenfrequenz um möglichst genau 90° unterscheiden, und ebenso sollten die durch die Kurven 30C, 30D dargestellten Phasenwerte sich um 90° unterscheiden.The diagram 4 shows a main resonance with two coupled peaks. You can see that the amplitude curves 32A . 32C which the shorter lanes 10A . 10C have peaks on the high frequency side of the mean resonant frequency while the amplitude curves 32B . 32D Have peaks on the low frequency side. It is understood that the intersections of the four curves can be used to establish a center frequency that is in 4 through the dashed line 36 is displayed. Now you can see with regard to the four current phase curves 30A - 30D in that the curves corresponding to the tracks connected to the outer shield of the feed line 30A . 30B diverge in the resonance range. Similarly, there is a divergence between the curves 30C . 30D that with the inner conductor 18 correspond to the supply line connected tracks. The most important condition for a good front-to-back ratio in the circular polarization directional characteristic is that the phase difference between the corresponding signals in the long and short lanes should be 90 ° or an odd multiple of 90 ° (λ / 4). Therefore, regarding 4 through the phase curves 30A . 30B displayed phase values at the by the dashed line 36 designated center frequency by as much as 90 ° different, and also should by the curves 30C . 30D phase values differ by 90 °.

Natürlich sollte die durch die gestrichelte Linie 36 angezeigte Mittenfrequenz ebenso der Betriebsfrequenz der Antenne entsprechen.Of course, that should be indicated by the dashed line 36 indicated center frequency also correspond to the operating frequency of the antenna.

Durch Einstellen der Induktivität einer oder mehrerer der Bahnen 10A, 10AR usw. kann man die Antenne ausrichten oder trimmen, um die oben erwähnte Phasenorthogonalität und Mittenfrequenz zu erreichen. Beispielsweise kann die Phasendivergenz bei der Mittenfrequenz durch Erhöhen der Induktivität der kurzen Bahnen 10A, 10AR, 10C, 10CR vermindert werden. Die Mittenfrequenz kann durch Erhöhen der Induktivität aller vier Bahnen vermindert werden. Daraus folgt, dass zur vollen Nutzbarmachung der durch das Schneiden von Öffnungen bereitgestellten Einstellmöglichkeit die Antenne anfänglich mit gegenüber der für die erforderliche Betriebsfrequenz optimalen Länge elektrisch kürzeren Bahnen hergestellt werden sollte.By adjusting the inductance of one or more of the tracks 10A . 10AR etc., one can align or trim the antenna to achieve the above-mentioned phase orthogonality and center frequency. For example, the phase divergence at the center frequency can be increased by increasing the inductance of the short paths 10A . 10AR . 10C . 10CR be reduced. The center frequency can be reduced by increasing the inductance of all four tracks. It follows that in order to fully utilize the adjustment provided by the cutting of openings, the antenna should initially be made electrically shorter than the optimum length for the required operating frequency.

Diese Konzepte können erfindungsgemäß als Basis für ein automatisiertes Antennentrimmverfahren verwendet werden, um die Abweichung der elektrischen Parameter der Antenne (wie Signalphase und Amplitude im Antennenelement) von den Optimalwerten zu vermindern oder auszuschalten. So kann man Antennen relativ billig unter Anwendung eines Herstellungsverfahrens mit geringer Anfangstoleranz ohne Rückgriff auf teure und arbeitsaufwendige Herstellungs- und Einstellungsverfahren produzieren.These concepts can be used according to the invention as a basis for an automated antenna trimming ver be used to reduce or eliminate the deviation of the electrical parameters of the antenna (such as signal phase and amplitude in the antenna element) from the optimum values. Thus, one can produce antennas relatively cheaply using a low initial tolerance manufacturing process without resorting to costly and laborious manufacturing and adjustment procedures.

Eine Versuchsanordnung zur Ausführung der Phasen- und Amplitudenmessungen wird nun mit Bezug auf die 5 und 6 beschrieben. Um Phase und Amplitude im Bereich der geforderten Betriebsfrequenz zu überwachen, wird die Antenne 40 in eine Prüfstelle im Mittelpunkt einer sternförmigen, aus den verschiebbar auf den Radialschienen 44A, 44B, 44C und 44D montierten Sonden 42A, 42B, 42C und 42D bestehenden Sondenanordnung gebracht. In der Prüfstelle befindet sich die Antenne 40 in der nötigen Höhe und Winkelposition (ermöglicht durch eine (nicht gezeigte) Kerbe in einer der Stirnflächen der Antenne), sodass die Sonden 42A bis 42D auf die proximalen Endabschnitte 46A bis 46D der Bahnen 10A, 10AR bis 10D, 10DR ausgerichtet sind, d. h. dem Rand 20U der Balunhülse 20 benachbart (siehe 1 und 3). Die Speisestruktur der Antenne 40 ist proximal an den Ausgang einer gewobbelten Hochfrequenzquelle in einer Prüfeinheit angeschlossen.A test arrangement for performing the phase and amplitude measurements will now be described with reference to FIGS 5 and 6 described. To monitor phase and amplitude in the range of the required operating frequency, the antenna 40 in a test center in the center of a star-shaped, from the slidable on the radial rails 44A . 44B . 44C and 44D mounted probes 42A . 42B . 42C and 42D brought existing probe assembly. In the test center is the antenna 40 in the required height and angular position (made possible by a notch in one of the end faces of the antenna), so that the probes 42A to 42D on the proximal end portions 46A to 46D the tracks 10A . 10AR to 10D . 10DR aligned, ie the edge 20U the balun sleeve 20 adjacent (see 1 and 3 ). The feed structure of the antenna 40 is connected proximally to the output of a swept high frequency source in a test unit.

Mit Bezug auf 6 ist jede Sonde 42 eine kapazitive Sonde mit einem Mittelleiter 50, der an den Innenleiter eines Koaxialkabels 52 angeschlossen ist, dessen Abschirmung an die Prüfanordnung geerdet ist. Der Mittelleiter 50 ragt aus dem Kabel 52 heraus, ist aber von einer dielektrischen Kunststoffspitze 53 umgeben, die das Ende des Mittelleiters um eine be stimmte Länge (typischerweise weniger als 0,5 mm) überragt, so daß jede Sonde 42A bis 42D mit der Außenfläche der Antenne 40 in Berührung gebracht werden kann, wobei die Spitze des Mittelleiters 50 in einem bestimmten Abstand zum entsprechenden schraubenförmigen Bahnabschnitt 10A bis 10D steht. Daher ist jeder Mittelleiter 50 kapazitiv zur dazugehörigen Bahn gekoppelt und überträgt Signale, die für den Strom in der Bahn repräsentativ sind, zum angeschlossenen Kabel 54 und dann zu einem entsprechenden Messeingang 54A, 54B, 54C und 54D der Prüfeinheit (siehe 5).Regarding 6 is every probe 42 a capacitive probe with a center conductor 50 connected to the inner conductor of a coaxial cable 52 is connected, the shield is grounded to the test arrangement. The center conductor 50 protrudes from the cable 52 but is from a dielectric plastic tip 53 surrounding the end of the center conductor by a certain length (typically less than 0.5 mm), so that each probe 42A to 42D with the outer surface of the antenna 40 can be brought into contact with the top of the center conductor 50 at a certain distance to the corresponding helical path section 10A to 10D stands. Therefore, every middle conductor is 50 capacitively coupled to the associated lane and transmits signals representative of the current in the lane to the connected cable 54 and then to a corresponding fair entrance 54A . 54B . 54C and 54D the test unit (see 5 ).

Man bemerkt, dass sich in 5 zwei der Sonden 42A, 42B in Betriebsstellung in Berührung mit der Antenne 40 befinden, während die anderen beiden Sonden 42C, 42D in Stellungen zurückgezogen sind, welche sie einnehmen, wenn eine Antenne gegen eine andere ausgewechselt wird. Jede Sonde 42A bis 42D ist auf Kolben montiert, um zwischen Rückzugs- und Betriebsposition automatisch wandern zu können.You notice that in 5 two of the probes 42A . 42B in operating position in contact with the antenna 40 while the other two probes 42C . 42D are withdrawn into positions which they occupy when one antenna is replaced with another. Every probe 42A to 42D is mounted on piston to automatically move between retreat and operating position.

Während des Prüfvorgangs werden alle vier Sonden 42A bis 42D in Berührung mit der Antenne 40 gebracht, ein gewobbeltes Hochfrequenzsignal wird vom Ausgang 48 der Prüfeinheit 56 an die Antenne angelegt und die an den Eingängen 54A bis 54D empfangenen Sondensignale werden überwacht. Durch Ermittlung der Schnittpunkte der Amplitudenkennlinien (wie oben hinsichtlich 4 beschrieben) wird eine Mittenfrequenz berechnet und dann werden die Phasenwerte der einzelnen Signale abgelesen, um ihre Abweichung von der Orthogonalität festzustellen. Aus den Messwerten wird ein Datensatz erzeugt, aus dem die benötigten Öffnungsgrößen berechnet werden können. Ein (nicht gezeigter) Laser brennt dann die Öffnungen in die freiliegende distale Stirnfläche der Antenne wie oben beschrieben, worauf ein anderer Datensatz erzeugt werden kann, um zu prüfen, ob Phasenorthogonalität und Mittenfrequenz in die Spezifikationsgrenzen fallen.During the test process, all four probes 42A to 42D in contact with the antenna 40 brought, a wobbled high-frequency signal is from the output 48 the test unit 56 applied to the antenna and the at the inputs 54A to 54D received probe signals are monitored. By determining the intersections of the amplitude characteristics (as described above with respect to 4 A center frequency is calculated and then the phase values of the individual signals are read to determine their deviation from the orthogonality. From the measured values, a data record is generated, from which the required opening sizes can be calculated. A laser (not shown) then burns the openings into the exposed distal end face of the antenna as described above, whereupon another record can be generated to check that phase orthogonality and center frequency fall within the specification limits.

Tatsächlich berechnet die Prüfeinheit eine Überschneidungsfrequenz, welche die engste Annäherung der vier Amplitudenkurven darstellt, markiert die entsprechende Frequenz, liest die vier Phasenwerte bei dieser Frequenz zur Berechnung der Phasendifferenz und berechnet dann für jede Bahn die erforderliche zusätzliche Induktivität für die Verschiebung der Überschneidungsfrequenz zur geforderten Frequenz (in diesem Fall die GPS-Frequenz von 1575,5 MHz) mit der richtigen Phasenorthogonalität. Dies wird durch Berechnung eines LC-Produkts (Induktivität × Kapazität) für jede Bahn ausgeführt.Actually calculated the test unit a crossover frequency, which is the closest approach which represents four amplitude curves, marks the corresponding one Frequency, reads the four phase values at this frequency for calculation the phase difference and then calculates the required for each lane additional inductance for the Shifting the crossover frequency to the required frequency (in this case the GPS frequency of 1575,5 MHz) with the correct phase orthogonality. This is done by calculation of an LC product (inductance × capacitance) for each lane executed.

Dann wird die erforderliche Öffnungsgröße berechnet und der Laser wird für das Brennen der Öffnung(en) gesteuert.Then the required opening size is calculated and the laser is for the burning of the opening (s) controlled.

Dann kann die Antenne automatisch aus der in 5 gezeigten Prüflage entfernt und einem Fertigstellungsverfahren zugeführt werden.Then the antenna can be automatically removed from the in 5 removed test layer and fed to a finishing process.

Damit die Sonden die Antenneneigenschaften während der oben beschriebenen Prüfung nicht wesentlich beeinträchtigen, ist bevorzugt, dass die Dielektrizitätszahl des Antennenkerns mindestens 10, vorzugsweise 35 oder mehr, beträgt.In order to the probes the antenna characteristics during the above described exam do not significantly affect it is preferred that the dielectric constant of the antenna core is at least 10, preferably 35 or more.

Die kapazitiven Sonden nehmen Signale auf, welche das extreme Nahfeld darstellen, und können daher Signale liefern, die den Strömen in den einzelnen Bahnen entsprechen. Dies ermöglicht die Ableitung der Fernfeldcharakteristik gemäß den oben beschriebenen Phasenbeziehungen.The capacitive probes pick up signals representing the extreme near field represent, and therefore can Deliver signals to the currents in the individual tracks. This allows the derivative of the far field characteristic according to the above described phase relationships.

Die Entfernung von Material wird bevorzugt mit einem gepulsten YAG-Laser ausgeführt, welcher das Abtragen von Metall im Wesentlichen ohne Schmelzen erlaubt, sodass die Abmessungen genau steuerbar sind.The Removal of material is preferred with a pulsed YAG laser executed which allows the removal of metal substantially without melting, so that the dimensions are precisely controllable.

Man kann die Öffnungen in den Bahnen an anderen Positio nen, wie in den proximalen Endabschnitten der Bahnabschnitte 10A bis 10D, ausbilden, vorausgesetzt, dass alternative Sondenpositionen gewählt werden.One can see the openings in the webs at other positions, such as in the proximal end portions of the web sections 10A to 10D , provided that alternative probe positions are chosen.

Während die Erfindung bezüglich eines Verfahrens zur Herstellung einer Vierdrahtantenne beschrieben wurde, wird man verstehen, dass das Verfahren auch auf andere dielektrisch belastete Antennen, (d. h. Antennen mit Leitern, die schmal im Vergleich zu den Abständen zwischen ihnen sind) angewendet werden kann.While the Invention concerning of a method for manufacturing a four-wire antenna was, one will understand that the procedure also on other dielectric loaded antennas, (i.e., antennas with conductors that are narrow in comparison to the distances can be applied between them).

Claims (20)

Verfahren zum Erzeugen einer Wendelantenne für zirkular polarisierte Strahlung bei Frequenzen über 200 MHz, wobei die Antenne eine Mehrzahl von im Wesentlichen schraubenförmigen leitfähigen Abstrahlbahnen (10A, 10AR10D, 10DR) aufweist, welche auf einem dielektrischen Substrat (12) angeordnet sind, wobei das Verfahren das Überwachen von wenigstens einem elektrischen Parameter der Antenne umfasst und das Entfernen von leitfähigem Material von wenigstens einer der Bahnen um die Induktivität der Bahn zu erhöhen und dadurch den überwachten Parameter näher zu einem vorbestimmten Wert zu bringen.A method of producing a helical antenna for circularly polarized radiation at frequencies above 200 MHz, the antenna comprising a plurality of substantially helical conductive radiating paths ( 10A . 10AR - 10D . 10DR ), which on a dielectric substrate ( 12 The method comprises monitoring at least one electrical parameter of the antenna and increasing the removal of conductive material from at least one of the tracks by the inductance of the track, thereby bringing the monitored parameter closer to a predetermined value. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das leitfähige Material von der Bahn entfernt wird durch Laserätzen einer Öffnung (26A; 26B; 26C; 26D) in der Bahn, wobei die Kanten der Bahn an jeder Seite der Öffnung unversehrt bleiben.The method of claim 1, wherein the conductive material is removed from the web by laser etching an opening ( 26A ; 26B ; 26C ; 26D ) in the web, the edges of the web remaining intact on each side of the opening. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 zum Erzeugen einer Antenne, bei welcher das Substrat (12) im Wesentlichen zylindrisch ist und die Bahnen Abschnitte (19A10D, 10AR10DR) auf einer zylindrischen Oberfläche des Substrates und auf einer ebenen Oberfläche des Substrates einschließen, wobei das leitfähige Material von einem Bahnabschnitt oder Bahnschnitten (10AR10DR) entfernt wird, das an der ebenen Oberfläche angeordnet ist.Method according to Claim 1 or 2 for producing an antenna in which the substrate ( 12 ) is substantially cylindrical and the webs sections ( 19A - 10D . 10AR - 10DR ) on a cylindrical surface of the substrate and on a planar surface of the substrate, wherein the conductive material of a web section or web cuts ( 10AR - 10DR ) located on the flat surface. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 zum Erzeugen einer Antenne mit einer Mehrzahl von schraubenförmigen Bahn abschnitten (10A10D), die an einer im Wesentlichen zylinderförmigen Substratoberfläche angeordnet sind, und mit einer Mehrzahl von zugehörigen Bahnverbindungsabschnitten (10AR10DR), die an einer im Wesentlichen ebenen Endfläche des Substrates angeordnet sind, um die schraubenförmigen Bahnabschnitte mit einer axialen Einspeisung (14) zu verbinden, wobei der Schritt des Materialentfernens das Bilden eines Ausschnittes (26A; 26B; 26C; 26D) in wenigstens einem der Bahnverbindungsabschnitte umfasst.Method according to claim 1 or 2 for producing an antenna with a plurality of helical track sections (US Pat. 10A - 10D ) disposed on a substantially cylindrical substrate surface and having a plurality of associated track connecting portions 10AR - 10DR ) disposed on a substantially planar end surface of the substrate to provide the helical track portions with an axial feed ( 14 ), wherein the material removing step comprises forming a cutout ( 26A ; 26B ; 26C ; 26D ) in at least one of the rail connecting sections. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Überwachungsschritt das Koppeln der Antenne mit einer Hochfrequenzquelle umfasst, das Bringen von Sonden (42A42D) in Nebeneinanderstellung mit den Bahnen (10A, 10AR10D, 10DR) an vorbestimmten Orten, und das Messen von wenigstens der relativen Phasen der Signale, welche durch die Sonden erfasst wurden, die den unterschiedlichen jeweiligen Bahnen zugeordnet sind, wenn die Hochfrequenzquelle betrieben wird.The method of any one of the preceding claims, wherein the monitoring step comprises coupling the antenna to a radio frequency source, bringing probes ( 42A - 42D ) in juxtaposition with the tracks ( 10A . 10AR - 10D . 10DR ) at predetermined locations, and measuring at least the relative phases of the signals detected by the probes associated with the different respective tracks when the high frequency source is operated. Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Sonden (42A42D) an die jeweiligen Bahnen kapazitiv gekoppelt sind.Method according to claim 5, wherein the probes ( 42A - 42D ) are capacitively coupled to the respective tracks. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, wobei die Sonden (42A42D) zu Bahnabschnitten entsprechend den Positionen von Spannungsminima ausgerichtet sind, wobei die Hochfrequenzquelle auf die Sollbetriebsfrequenz der Antenne eingestellt ist.Method according to claim 5 or 6, wherein the probes ( 42A - 42D ) are aligned to path portions corresponding to the positions of voltage minima, the high frequency source being set to the target operating frequency of the antenna. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei die Sonden (42A42D) zu Endabschnitten der schraubenförmigen Bahnen ausgerichtet sind.Method according to one of claims 5 to 7, wherein the probes ( 42A - 42D ) are aligned with end portions of the helical tracks. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8 zum Erzeugen einer Antenne, bei welcher jede Bahn einen ersten End abschnitt (10AR; 10BR; 10CR; 10DR) benachbart zu einem Einspeiseort besitzt und einen zweiten gegenüberliegenden Endabschnitt (46A; 46B; 46C; 46D) beabstandet von dem Einspeiseort, wobei der Schritt des Materialentfernens das Bilden von Ausschnitten (26A26D) in den ersten Endabschnitten und der Überwachungsschritt das Positionieren der Sonden (42A42D) in einer Nebeneinanderstellung mit den zweiten Endabschnitten umfasst.Method according to one of Claims 5 to 8 for producing an antenna in which each track has a first end ( 10AR ; 10BR ; 10CR ; 10DR ) adjacent to a feed point and a second opposite end portion ( 46A ; 46B ; 46C ; 46D ) spaced from the feed location, wherein the material removal step comprises forming cutouts ( 26A - 26D ) in the first end sections and the monitoring step, the positioning of the probes ( 42A - 42D ) in a juxtaposition with the second end portions. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Material aus den Bahnen entfernt wird durch Bilden einer rechteckförmigen Öffnung (26A; 26B; 26C; 26D) in der oder jeder betroffenen Bahn, wobei die Öffnung eine vorbestimmte Breite quer zur Richtung der Bahn aufweist, die automatisch im Ansprechen auf das Ergebnis des Überwachungsschrittes berechnet wird.Method according to one of the preceding claims, wherein the material is removed from the webs by forming a rectangular opening ( 26A ; 26B ; 26C ; 26D ) in the or each affected web, the opening having a predetermined width transverse to the direction of the web which is automatically calculated in response to the result of the monitoring step. Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Breite und Länge der Öffnung (26A; 26B; 26C; 26D) im Ansprechen auf das Überwachungsergebnis veränderbar sind.Method according to claim 10, wherein the width and length of the opening ( 26A ; 26B ; 26C ; 26D ) are changeable in response to the monitoring result. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Überwachungsschritt das Einspeisen eines Wobbel-Frequenzsignals in die Antenne über einen Frequenzbereich umfasst, der die Sollbetriebsfrequenz der Antenne einschließt, das Überwachen der relativen Phasen und der Amplituden der Signale in den abstrahlenden Bahnen (10A; 10AR10D, 10DR), und das Entfernen von leitfähigem Material aus wenigstens zwei der Bahnen um die Frequenz, bei welcher im Wesentlichen Phasenorthogonalität auftritt näher an die Sollbetriebsfrequenz zu bringen.The method of any one of the preceding claims, wherein the monitoring step comprises injecting a wobble frequency signal into the antenna over a frequency range including the nominal operating frequency of the antenna, monitoring the relative phases and amplitudes of the signals in the radiating tracks ( 10A ; 10AR - 10D . 10DR ), and the removal of leiti according to material from at least two of the tracks around the frequency at which substantially phase orthogonality occurs closer to the desired operating frequency. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei der Überwachungsschritt das Einspeisen eines Wobbel-Frequenzsignals in die Antenne über einen Frequenzbe reich, der die Sollbetriebsfrequenz der Antenne umfasst, einschließt, das Überwachen der relativen Phasen und Amplituden von Signalen in den abstrahlenden Bahnen (10A, 10AR10D, 10DR) um die Differenz zwischen den überwachten Phasen bei einer zentralen Resonanzfrequenz näher zu 90° zu bringen.The method of any one of claims 1 to 11, wherein the monitoring step includes injecting a wobble frequency signal into the antenna over a frequency range including the nominal operating frequency of the antenna, monitoring the relative phases and amplitudes of signals in the radiating tracks ( 10A . 10AR - 10D . 10DR ) to bring the difference between the monitored phases closer to 90 ° at a central resonance frequency. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die ebene Oberfläche eine Endfläche aufweist, die im Wesentlichen senkrecht zur Zylinderachse (24) liegt.The method of claim 3, wherein the planar surface has an end surface that is substantially perpendicular to the cylinder axis. 24 ) lies. Wendelantenne für zirkular polarisierte Strahlung bei Frequenzen über 200 MHz, umfassend eine Mehrzahl von im Wesentlichen schraubenförmigen leitfähigen Bahnen (19A, 10AR10D, 10DR), die an einem dielektrischen Substrat (12) angeordnet sind, wobei wenigstens eine der Bahnen einen Ausschnitt (26A; 26B; 26C; 26D) einer vorbestimmten Größe zum Erhöhen der Induktivität der Bahn aufweist.A helical antenna for circularly polarized radiation at frequencies above 200 MHz, comprising a plurality of substantially helical conductive tracks ( 19A . 10AR - 10D . 10DR ) attached to a dielectric substrate ( 12 ) are arranged, wherein at least one of the tracks a section ( 26A ; 26B ; 26C ; 26D ) of a predetermined size for increasing the inductance of the web. Antenne nach Anspruch 15, wobei der Ausschnitt eine Öffnung umfasst (26A; 26B, 26C, 26D), die zwischen zwei gegenüberliegenden Kanten der Bahn angeordnet ist.An antenna according to claim 15, wherein the cutout comprises an opening ( 26A ; 26B . 26C . 26D ) disposed between two opposite edges of the web. Antenne nach Anspruch 15 oder 16, wobei das Substrat (12) einen aus einem festen dielektrischen Material gebildeten Kern umfasst mit einer Dielektrizitätskonstanten größer 10, wobei die Bahnen (10A, 10AR10D; 10DR) so angeordnet sind, dass sie ein inneres Volumen des Hauptteils festlegen, der durch das feste Material des Kerns eingenommen ist, wobei das Substrat gekrümmte äußere Oberflächenabschnitte und flache Oberflächenabschnitte aufweist, welche die Bahnen tragen, und wobei die Ausnehmungen oder jede Ausnehmung (26A; 26B; 26C; 26D) dort gebildet ist, wo die jeweilige Bahn über einem flachen Oberflächenabschnitt liegt.An antenna according to claim 15 or 16, wherein the substrate ( 12 ) comprises a core formed of a solid dielectric material having a dielectric constant greater than 10, the webs ( 10A . 10AR - 10D ; 10DR ) are arranged so as to define an inner volume of the main part occupied by the solid material of the core, the substrate having curved outer surface portions and flat surface portions which support the webs, and wherein the recesses or any recess ( 26A ; 26B ; 26C ; 26D ) is formed where the respective web lies over a flat surface portion. Antenne nach Anspruch 15 umfassend: einen im Wesentlichen zylinderförmigen Kern (12) aus einem dielektrischen Material mit einer Dielektrizitätskonstanten größer 10, wobei der Kern eine Achse (24) der Antenne festlegt und eine im Wesentlichen zylinderförmige äußere Oberfläche und einem Paar von Endflächen besitzt, wobei die Bahnen sich axial koextensiv äußere Abschnitte (10A10D) an der im Wesentlichen zylinderförmigen Oberfläche und Verbindungsabschnitte (10AR10DR) an einer der Endflächen aufweisen, um die äußeren Abschnitte mit einem axialen Speisepunkt an diese Endfläche zu verbinden, wobei die Antenne ferner eine axiale Speisestruktur (14) umfasst, welche durch den Kern (12) von dieser einen Endfläche zu der anderen Endfläche verläuft, und eine leitfähige Balunhülse (20), welche den Kern umgibt und sich von der Speisestruktur (14) an der anderen Endfläche zu einem Rand (20U) erstreckt, der sich in einer axialen Position zwischen den Endflächen befindet und mit den äußeren Bahnabschnitten verbunden ist, und wobei der Ausschnitt oder irgendein Ausschnitt (26A; 26B; 26C; 26D) sich in dem Verbindungsabschnitt der jeweiligen Bahn befindet oder in dem äußeren Abschnitt der jeweiligen Bahn an einem Ort benachbart zu seiner Verbindung mit dem Hülsenrand.An antenna according to claim 15 comprising: a substantially cylindrical core ( 12 ) of a dielectric material having a dielectric constant greater than 10, the core having an axis ( 24 ) of the antenna and having a substantially cylindrical outer surface and a pair of end surfaces, the tracks being axially coextensive with outer portions (Figs. 10A - 10D ) on the substantially cylindrical surface and connecting portions ( 10AR - 10DR ) at one of the end surfaces to connect the outer portions to an axial feed point at that end surface, the antenna further comprising an axial feed structure (Figs. 14 ) passing through the core ( 12 ) extends from this one end face to the other end face, and a conductive balun sleeve ( 20 ) which surrounds the core and differs from the feed structure ( 14 ) at the other end face to an edge ( 20U ) located in an axial position between the end faces and connected to the outer track sections, and wherein the cut-out or any cut-out (FIG. 26A ; 26B ; 26C ; 26D ) is in the connecting portion of the respective web or in the outer portion of the respective web at a location adjacent to its connection to the sleeve edge. Antenne nach Anspruch 18, wobei die äußeren Bahnabschnitte (10A10D) zwei Paare von wendelförmigen Elementen umfasst, wobei die wendelförmigen Elemente eines Paars eine unterschiedliche Länge in Bezug zu den wendelförmigen Elementen des anderen Paars aufweisen und wobei jede der Bahnen von wenigstens einem der Paare einen Ausschnitt (26A; 26B; 26C; 26D) aufweist.An antenna according to claim 18, wherein the outer track sections ( 10A - 10D ) comprises two pairs of helical elements, wherein the helical elements of a pair have a different length with respect to the helical elements of the other pair, and wherein each of the tracks of at least one of the pairs has a cutout ( 26A ; 26B ; 26C ; 26D ) having. Antenne nach Anspruch 19, wobei jeder Ausschnitt (26A; 26B; 26C; 26D) eine Öffnung von vorbestimmter Größe in dem Verbindungsabschnitt (10AR; 10BR; 10CR; 10DR) der jeweiligen Bahn ist.An antenna according to claim 19, wherein each cutout ( 26A ; 26B ; 26C ; 26D ) an opening of predetermined size in the connecting portion (FIG. 10AR ; 10BR ; 10CR ; 10DR ) of the respective track is.
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